專利名稱：旋轉(zhuǎn)軸參數(shù)測(cè)量設(shè)備和旋轉(zhuǎn)軸多參數(shù)傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測(cè)試測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種旋轉(zhuǎn)軸參數(shù)測(cè)量設(shè)備和 旋轉(zhuǎn)軸多參數(shù)傳感器。
背景技術(shù)：
交通工具、生產(chǎn)制造及科學(xué)研究等領(lǐng)域，經(jīng)常需要對(duì)各種旋轉(zhuǎn)軸的運(yùn)行 參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，如對(duì)旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩、軸向力、振動(dòng)、溫度、壓力、速度 等參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，以獲知旋轉(zhuǎn)軸的運(yùn)行狀況。特別是在大型的機(jī)械生產(chǎn)設(shè)備 中，由于設(shè)備中的各旋轉(zhuǎn)軸工作負(fù)荷大，工作時(shí)間長(zhǎng)，需要實(shí)時(shí)的獲取機(jī)械 設(shè)備中各旋轉(zhuǎn)軸運(yùn)行過程中的振動(dòng)、扭矩、壓力以及軸向力等參數(shù)，并根據(jù) 該參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)控機(jī)械設(shè)備的安全性能，防止機(jī)械設(shè)備失效而無不知，消除機(jī) 械設(shè)備的安全隱患，因此，旋轉(zhuǎn)軸的參數(shù)測(cè)量是非常必要的，特別是隨著科 技技術(shù)的發(fā)展，對(duì)旋轉(zhuǎn)軸的多個(gè)參數(shù)實(shí)時(shí)進(jìn)行測(cè)量變得非常必要。
由于旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)特性，無法利用常規(guī)導(dǎo)線傳輸測(cè)量信號(hào)的手段進(jìn)行旋
轉(zhuǎn)軸參數(shù)的測(cè)量，目前旋轉(zhuǎn)軸測(cè)量主要采用以下方式
一種是利用導(dǎo)電滑環(huán)的方式實(shí)現(xiàn)測(cè)量信號(hào)的傳輸。該傳輸方式可實(shí)現(xiàn)對(duì) 高速旋轉(zhuǎn)軸的測(cè)量和傳輸，但是，在轉(zhuǎn)軸高速轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)試過程中，由于滑動(dòng)摩 擦的存在，導(dǎo)致導(dǎo)電滑環(huán)發(fā)熱大，易對(duì)測(cè)量信號(hào)造成干擾，造成測(cè)量結(jié)果不 穩(wěn)定，精度低；且滑動(dòng)摩擦也易造成導(dǎo)電滑環(huán)損壞，使用壽命短，需經(jīng)常維 護(hù)更換，給旋轉(zhuǎn)軸的測(cè)量帶來不便，無法實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間的測(cè)量工作，目前這種 測(cè)量方式已無法滿足實(shí)際生產(chǎn)的需要。
另一種方式是采用環(huán)形變壓器實(shí)現(xiàn)測(cè)量信號(hào)的耦合傳輸，目前該方式被
4廣泛應(yīng)用。該測(cè)量方式主要是在定子(固定在轉(zhuǎn)軸外的外殼)和轉(zhuǎn)子(轉(zhuǎn)軸) 上分別固設(shè)有線圈，形成旋轉(zhuǎn)變壓器，利用變壓器耦合的性質(zhì)實(shí)現(xiàn)測(cè)量信號(hào) 的耦合傳輸。由于需要在轉(zhuǎn)子和定子上分別固設(shè)線圏繞組，環(huán)形變壓器的制 作困難，且環(huán)形變壓器自身體積和重量均較大，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量也大，無法應(yīng)用于
高速旋轉(zhuǎn)和輕質(zhì)旋轉(zhuǎn)軸的測(cè)量；同時(shí)，環(huán)形變壓器的耦合效率也不高，且易 發(fā)熱，變壓器自身產(chǎn)生的電磁場(chǎng)也會(huì)干擾參數(shù)測(cè)量，影響信號(hào)測(cè)量的精度和 穩(wěn)定性。而且，每個(gè)環(huán)形變壓器只能同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)一個(gè)測(cè)量信號(hào)的耦合傳輸， 在需要同時(shí)測(cè)量多個(gè)參數(shù)時(shí)，需要安裝多套環(huán)形變壓器，必然加劇上述問題 的嚴(yán)重性。
綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)的測(cè)量裝置中，導(dǎo)電滑環(huán)的測(cè)量傳輸方式的壽命短， 易損壞，而環(huán)形變壓器耦合傳輸方式中，環(huán)形變壓器制造和組裝困難，慣性 和體積大，無法實(shí)現(xiàn)高速、輕質(zhì)旋轉(zhuǎn)軸的測(cè)量，且現(xiàn)有技術(shù)中每個(gè)參數(shù)的測(cè) 量均需要單獨(dú)的輸出裝置，在進(jìn)行多個(gè)參數(shù)測(cè)量和輸出時(shí)，必然造成測(cè)量設(shè) 備體積大、成本高，同時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)中的信號(hào)傳輸過程中均存在信號(hào)千擾問 題，無法保證參數(shù)的測(cè)量以及傳輸?shù)木群头€(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種旋轉(zhuǎn)軸參數(shù)測(cè)量設(shè)備和旋轉(zhuǎn)軸多參數(shù)傳感器， 可有效解決現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)缺陷，提高了測(cè)量裝置的測(cè)量精度，減小測(cè)量 裝置的體積。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種旋轉(zhuǎn)軸多參數(shù)傳感器，包括
數(shù)字測(cè)量電路和光電耦合發(fā)射器，所述光電耦合發(fā)射器和所述數(shù)字測(cè)量
電路固設(shè)于轉(zhuǎn)子上，且相互連接，所述光電耦合發(fā)射器將所述數(shù)字測(cè)量電路
輸出的轉(zhuǎn)子參數(shù)的數(shù)字信號(hào)發(fā)射出去。
本發(fā)明提供了一種旋轉(zhuǎn)軸參數(shù)測(cè)量設(shè)備，包括定子、轉(zhuǎn)子、旋轉(zhuǎn)軸多參
數(shù)傳感器、電源電路和光電耦合接收器，所述旋轉(zhuǎn)軸多參數(shù)傳感器與所述電源電路連接，所述旋轉(zhuǎn)軸多參數(shù)傳感器和所述電源電路固設(shè)于所述轉(zhuǎn)子上，
所述旋轉(zhuǎn)軸多參數(shù)傳感器包括
數(shù)字測(cè)量電路和光電耦合發(fā)射器，所述光電耦合發(fā)射器與所述數(shù)字測(cè)量 電路連接，所述光電耦合發(fā)射器將所述數(shù)字測(cè)量電路輸出的轉(zhuǎn)子參數(shù)的數(shù)字 信號(hào)發(fā)射出去；
所述光電耦合接收器固設(shè)在與所述光電耦合發(fā)射器相對(duì)應(yīng)位置，且所述 光電耦合接收器相對(duì)于與所述轉(zhuǎn)子配合的定子位置固定。
本發(fā)明通過數(shù)字測(cè)量電路獲得各轉(zhuǎn)子參數(shù)的數(shù)字信號(hào)，并通過光電耦合 器件將數(shù)字信號(hào)進(jìn)行耦合傳輸，實(shí)現(xiàn)了非接觸式傳輸；采用數(shù)字信號(hào)傳輸， 提高了信號(hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量和穩(wěn)定性，便于對(duì)多種參數(shù)的統(tǒng)一管理，數(shù)字信號(hào)處 理方便，可實(shí)現(xiàn)對(duì)多種參數(shù)的同時(shí)測(cè)量和傳輸，減少了測(cè)量電路的體積和電 路之間的干擾，提高了參數(shù)測(cè)量的實(shí)時(shí)性和精度；采用光電耦合發(fā)射器和光 電耦合接收器實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)的傳輸，減少了測(cè)量設(shè)備的體積和重量，降低了 轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，提高了測(cè)量設(shè)備的使用壽命，使得測(cè)量設(shè)備可適合各種輕 質(zhì)、高速旋轉(zhuǎn)軸參數(shù)的測(cè)量；測(cè)量設(shè)備的信號(hào)傳輸過程不會(huì)產(chǎn)生任何電磁等 干擾因素，提高了測(cè)量電路和信號(hào)傳輸?shù)目煽啃院头€(wěn)定性，且光電耦合發(fā)射 器和光電耦合接收器具有較強(qiáng)的抗干擾能力，可適合于各種工業(yè)應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)； 光電耦合器性能穩(wěn)定，不易損壞，提高了測(cè)量裝置的使用壽命。
下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖l為本發(fā)明旋轉(zhuǎn)軸多參數(shù)傳感器實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明光電耦合發(fā)射器和光電耦合接收器設(shè)置的一結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為本發(fā)明光電耦合發(fā)射器和光電耦合接收器設(shè)置的另一結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為本發(fā)明旋轉(zhuǎn)軸參數(shù)測(cè)量設(shè)備實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，為本發(fā)明旋轉(zhuǎn)軸多參數(shù)傳感器實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。該傳
感器包括數(shù)字測(cè)量電路31和光電耦合發(fā)射器32。數(shù)字測(cè)量電路31固設(shè)于轉(zhuǎn) 子1上，用于測(cè)量并獲得各轉(zhuǎn)子參數(shù)的數(shù)字信號(hào)；光電耦合發(fā)射器32與數(shù)字 測(cè)量電路31連接，固設(shè)于轉(zhuǎn)子1上，接收數(shù)字測(cè)量電路31輸出的各轉(zhuǎn)子參 數(shù)的數(shù)字信號(hào)并發(fā)射出去。
本實(shí)施例中的數(shù)字測(cè)量電路31可對(duì)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)過程中的多種參數(shù)進(jìn)行 測(cè)量，如可對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩、軸向力、振動(dòng)、溫度、壓力以及旋轉(zhuǎn)速度等參數(shù)的 測(cè)量，并可將測(cè)得的轉(zhuǎn)子參數(shù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。在對(duì)多個(gè)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量時(shí)， 數(shù)字測(cè)量電路31也可將測(cè)試出的每個(gè)參數(shù)的數(shù)字信號(hào)按一定的規(guī)則先存儲(chǔ)起 來，并按一定次序?qū)ζ溥M(jìn)行發(fā)送，避免多路參數(shù)同時(shí)發(fā)送造成信號(hào)傳輸混亂。 同時(shí)，數(shù)字測(cè)量電路31也可對(duì)多個(gè)參數(shù)的測(cè)量進(jìn)行控制，在不同時(shí)刻有選擇 的對(duì)一個(gè)或多個(gè)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，避免大量參數(shù)同時(shí)測(cè)量造成信號(hào)處理困難。 光電耦合發(fā)射器32與數(shù)字測(cè)量電路31連接，用于將數(shù)字測(cè)量電路31測(cè)得的 轉(zhuǎn)子參數(shù)的數(shù)字信號(hào)發(fā)送出去，該光電耦合發(fā)射器32可由各種光電二極管組 成。本實(shí)施例通過獲得轉(zhuǎn)子參數(shù)的數(shù)字信號(hào)并實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)的非接觸式傳輸， 提高了信號(hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量和傳輸效率，實(shí)現(xiàn)了多參數(shù)的實(shí)時(shí)測(cè)量和傳輸。
本實(shí)施例中，還可包括與光電耦合發(fā)射器32對(duì)應(yīng)設(shè)置的光電耦合接收器 34，且光電耦合接收器34相對(duì)于與轉(zhuǎn)子1相配合的定子2位置固定。
如圖2、 3所示，本實(shí)施例中的光電耦合發(fā)射器32可為多個(gè)均勻布設(shè)在 環(huán)形電路板上的多個(gè)發(fā)光二極管321并聯(lián)構(gòu)成，該環(huán)形電路板固設(shè)在轉(zhuǎn)子1 上，且與轉(zhuǎn)子1同軸設(shè)置，所有發(fā)光二極管321的輸入端均連接在一起，該 種形式的光電耦合發(fā)射器32中的每個(gè)發(fā)光二極管均可將轉(zhuǎn)子參數(shù)的數(shù)字信號(hào) 在同一時(shí)刻以光的形式向四周發(fā)射出去，使得轉(zhuǎn)子1四周的光電耦合接收器 均可接收到該轉(zhuǎn)子參數(shù)的數(shù)字信號(hào)；本實(shí)施例中的光電耦合發(fā)射器32也可為 固設(shè)在轉(zhuǎn)子1上的單個(gè)發(fā)光二極管321，將轉(zhuǎn)子參數(shù)的數(shù)字信號(hào)以光的形式發(fā)射出去，可與外部定子2上設(shè)置的多個(gè)光敏二極管或光敏三極管的光電耦合
接收器配合，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子參數(shù)數(shù)字信號(hào)的傳輸。應(yīng)用中，可根據(jù)實(shí)際需要，光
電耦合發(fā)射器32可由單個(gè)或多個(gè)發(fā)光二極管組成，最終保證與設(shè)置在定子上 的光電耦合接收器之間可連續(xù)的進(jìn)行信號(hào)傳遞，不會(huì)造成信號(hào)丟失。
本實(shí)施例還可包括電源電路33，固設(shè)于轉(zhuǎn)子l上，用于為數(shù)字測(cè)量電路 31和光電耦合發(fā)射器32提供電源。該電源電路33可包括電源耦合器和電源 穩(wěn)壓電路，其中，電源耦合器用于將外部電源耦合到轉(zhuǎn)子上，并由電源穩(wěn)壓 電路將耦合到轉(zhuǎn)子上的電源轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定電壓輸出到數(shù)字測(cè)量電路31和光電耦 合發(fā)射器32,具體地，該電源耦合器可為變壓器耦合裝置，其中變壓器的主 線圈繞設(shè)在定子上，次級(jí)線圈繞設(shè)在轉(zhuǎn)子上，外部的電源最終可通過變壓器 耦合裝置將外部的電源耦合到轉(zhuǎn)子上的電路上，并通過穩(wěn)壓電路將耦合到轉(zhuǎn) 子上的電源轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的電壓，并提供給數(shù)字測(cè)量電路31和光電耦合發(fā)射器 32，本實(shí)施例中的電源耦合器也可以為其它形式的耦合裝置，可根據(jù)實(shí)際需 要而設(shè)定。
本實(shí)施例中的數(shù)字測(cè)量電路31還可包括參數(shù)測(cè)量傳感器311、信號(hào)放大 電路312和微控制器313。其中，參數(shù)測(cè)量傳感器311用于測(cè)量并獲得轉(zhuǎn)子參 數(shù)的模擬信號(hào)；信號(hào)放大電路312與參數(shù)測(cè)量傳感器311連接，用于對(duì)參數(shù) 測(cè)量傳感器311輸出的轉(zhuǎn)子參數(shù)的模擬信號(hào)進(jìn)行放大處理，放大到適合測(cè)量 的量程；微控制器313與信號(hào)放大電路312連接，用于接收信號(hào)放大電路312 放大處理后的轉(zhuǎn)子參數(shù)的模擬信號(hào)并轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。具體地，本實(shí)施例中 的參數(shù)測(cè)量傳感器311可為轉(zhuǎn)矩信號(hào)傳感器、轉(zhuǎn)速信號(hào)傳感器、溫度信號(hào)傳 感器、振動(dòng)信號(hào)傳感器和壓力信號(hào)傳感器中的一種或多種組合，且各傳感器 分別于信號(hào)放大電路312連接，實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)測(cè)試需要，設(shè)置一定數(shù)量 的傳感器，以獲得所需要的參數(shù)。參數(shù)測(cè)量電路311可分別對(duì)轉(zhuǎn)子參數(shù)進(jìn)行 測(cè)量，獲得轉(zhuǎn)子參數(shù)的模擬信號(hào)，并傳給信號(hào)放大電路312進(jìn)行信號(hào)放大處 理，具體地，信號(hào)放大器312可以為集成放大器，包括多個(gè)通道的信號(hào)放大電路，每個(gè)通道分別對(duì)參數(shù)測(cè)量傳感器311中的每個(gè)傳感器測(cè)得的參數(shù)的模
擬信號(hào)進(jìn)行處理，并將處理后的參數(shù)的模擬信號(hào)分別傳送到微控制器313。微控制器313可對(duì)各路通道的信號(hào)放大器傳過來的模擬信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換等處理，并按照一定的協(xié)議轉(zhuǎn)換為適合串行通訊的數(shù)字信號(hào)，微控制器313還可對(duì)轉(zhuǎn)換后的參數(shù)的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行一定的處理，如排序等處理，并按照一定的次序進(jìn)行數(shù)字信號(hào)的輸出，提高信號(hào)輸出的質(zhì)量和輸出效率。本實(shí)施例中也可在微控制器313和信號(hào)放大電路312中間設(shè)置模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，由模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊對(duì)各傳感器測(cè)得的轉(zhuǎn)子參數(shù)的模擬信號(hào)進(jìn)行處理，獲得轉(zhuǎn)子參數(shù)的數(shù)字信號(hào)，并傳給微控制器313進(jìn)行相應(yīng)的處理。
具體地，本實(shí)施例旋轉(zhuǎn)軸多參數(shù)傳感器中扭矩、軸向力或拉壓力等參數(shù)的測(cè)量均可采用應(yīng)變電測(cè)原理的傳感器，其通過在旋轉(zhuǎn)軸上粘貼應(yīng)變片，當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸受扭力影響時(shí)，粘貼在旋轉(zhuǎn)軸上的應(yīng)變片阻值發(fā)生相應(yīng)的變化，將具有相同應(yīng)變特性的應(yīng)變片組成測(cè)量電橋，應(yīng)變片電阻的變化即可轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)旋轉(zhuǎn)軸扭矩、軸向力或拉壓力的測(cè)量；溫度參數(shù)的測(cè)量可采用熱電阻、熱電偶或集成的溫度傳感器作為敏感元件的參數(shù)測(cè)量傳感器，將敏感元件與被測(cè)旋轉(zhuǎn)軸緊密接觸，該接觸式測(cè)溫可準(zhǔn)確的反應(yīng)出旋轉(zhuǎn)軸溫度的變化，當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸溫度變化時(shí)，溫度傳感器可將溫度變化以電壓信號(hào)的形式測(cè)試出來，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的測(cè)量；振動(dòng)參數(shù)的測(cè)量可采用硅壓阻式或壓電薄膜式器件的振動(dòng)傳感器，按照被測(cè)旋轉(zhuǎn)軸的振動(dòng)方向，將振動(dòng)器件與被測(cè)旋轉(zhuǎn)軸緊密接觸，當(dāng)振動(dòng)產(chǎn)生時(shí)，振動(dòng)傳感器可將振動(dòng)變化的信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)振動(dòng)參數(shù)的測(cè)量；轉(zhuǎn)速信號(hào)的測(cè)量可通過設(shè)計(jì)測(cè)速碼盤來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)測(cè)速碼盤連續(xù)旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過光電開關(guān)輸出具有一定周期的脈沖信號(hào)，根據(jù)碼盤的齒數(shù)和輸出信號(hào)的頻率，即可計(jì)算出旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)速的測(cè)量。具體地，可根據(jù)不同的需要，采用各種類型的傳感器對(duì)需要測(cè)量的參數(shù)進(jìn)行測(cè)量。
本實(shí)施例通過數(shù)字測(cè)量電路獲得各轉(zhuǎn)子參數(shù)的數(shù)字信號(hào)，并可將參數(shù)的數(shù)字信號(hào)通過光電耦合發(fā)射器發(fā)射出去，實(shí)現(xiàn)多參數(shù)的測(cè)量和傳輸，由于光
電耦合發(fā)射器采用光的形式對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行傳輸，提高了信號(hào)的傳輸效率；光電耦合發(fā)射器體積小、重量輕，使得傳感器可適合各種高速、輕質(zhì)旋轉(zhuǎn)軸參數(shù)的測(cè)量，提高了傳感器的使用范圍；同時(shí)由于光電耦合發(fā)射器本身不會(huì)產(chǎn)生任何電磁等干擾，保證了數(shù)字測(cè)量電路的測(cè)試和信號(hào)的傳輸精度，提高了旋轉(zhuǎn)軸參數(shù)測(cè)量的精度和傳輸?shù)谋憬菪浴?br> 如圖4所示，為本發(fā)明旋轉(zhuǎn)軸參數(shù)測(cè)量設(shè)備實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。包括轉(zhuǎn)子l、定子2、旋轉(zhuǎn)軸多參數(shù)傳感器3、光電耦合接收器34和電源電路33。其中，旋轉(zhuǎn)軸多參數(shù)傳感器3和電源電路33相連，且均固設(shè)于轉(zhuǎn)子l上，旋轉(zhuǎn)軸多參數(shù)傳感器3包括數(shù)字測(cè)量電路31和光電耦合發(fā)射器32,數(shù)字測(cè)量電路31用于測(cè)量并獲得各轉(zhuǎn)子參數(shù)的數(shù)字信號(hào)；光電耦合發(fā)射器32固設(shè)于轉(zhuǎn)子上，與數(shù)字測(cè)量電路31連接，用于接收數(shù)字測(cè)量電路輸出的轉(zhuǎn)子參數(shù)的數(shù)字信號(hào)，并發(fā)射出去；電源電路33用于為數(shù)字測(cè)量電路31和光電耦合發(fā)射器32提供電源；光電耦合接收器34設(shè)置在定子2上，用于接收光電耦合發(fā)射器32發(fā)射出的各轉(zhuǎn)子參數(shù)的數(shù)字信號(hào)。
本實(shí)施例中的數(shù)字測(cè)量電路31可對(duì)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)過程中的多種參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，如可對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩、軸向力、振動(dòng)、溫度、壓力以及旋轉(zhuǎn)速度等參數(shù)的測(cè)量，并可將測(cè)得的轉(zhuǎn)子參數(shù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。在對(duì)多個(gè)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，數(shù)字測(cè)量電路31也可將測(cè)試出的每個(gè)參數(shù)的數(shù)字信號(hào)按一定的規(guī)則先存儲(chǔ)起來，并按一定次序?qū)ζ溥M(jìn)行發(fā)送，避免多路參數(shù)同時(shí)發(fā)送造成傳輸混亂。同時(shí)，數(shù)字測(cè)量電路31也可對(duì)多個(gè)參數(shù)的測(cè)量進(jìn)行控制，在不同時(shí)刻有選擇的對(duì)一個(gè)或多個(gè)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，避免大量參數(shù)同時(shí)測(cè)量造成信號(hào)的處理困難。光電耦合發(fā)射器32與數(shù)字測(cè)量電路31連接，用于將數(shù)字測(cè)量電^各31測(cè)得的轉(zhuǎn)子參數(shù)的數(shù)字信號(hào)發(fā)送出去，該光電耦合發(fā)射器32可由各種光電二極管組成。定子2上設(shè)置的光電耦合接收器34可將光電耦合發(fā)射器32發(fā)射出的數(shù)字信號(hào)接收，并將接收到的信號(hào)通過信號(hào)輸出電路4輸出到管理中心，如計(jì)
10算機(jī)中心等，并由管理中心對(duì)參數(shù)進(jìn)行解析、計(jì)算等其它處理，滿足了各種旋轉(zhuǎn)軸參數(shù)測(cè)量的需要，本實(shí)施例可實(shí)現(xiàn)多參數(shù)的測(cè)量和傳輸，提高了參數(shù)測(cè)量和傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性。
數(shù)字測(cè)量電路31可對(duì)各轉(zhuǎn)子參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)一處理，并將各種參數(shù)測(cè)量的結(jié)果以數(shù)字信號(hào)的形式發(fā)送出去，相比現(xiàn)有技術(shù)中每種參數(shù)的測(cè)量均需要單獨(dú)的測(cè)試和傳輸電路相比，減小了測(cè)試電路的體積，同時(shí)也減少了各測(cè)量電路
之間的干擾，提高了測(cè)試的精度和便利性；光電耦合發(fā)射器32和光電耦合接收器34實(shí)現(xiàn)了信號(hào)的非接觸傳輸，且以數(shù)字信號(hào)的形式傳輸，抗干擾性能好，提高了信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定性；并且，光電耦合發(fā)射器32和光電耦合接收器34體積小、重量輕，安裝便利，所有信號(hào)的傳輸只需要一對(duì)光電耦合發(fā)射器和光電耦合接收器即可，極大的減小了整個(gè)測(cè)量裝置的體積，可適合輕質(zhì)旋轉(zhuǎn)軸參數(shù)的測(cè)量，同時(shí)，由于實(shí)現(xiàn)了非接觸式信號(hào)傳輸，可適于各種高速旋轉(zhuǎn)軸參數(shù)的測(cè)量；光電耦合接收器和光電耦合發(fā)射器不會(huì)產(chǎn)生電^t等干擾因素，本身不會(huì)對(duì)數(shù)字測(cè)量電路和信號(hào)的傳輸造成干擾，提高了參數(shù)測(cè)量的精度和穩(wěn)定性，可適用于各種工業(yè)環(huán)境下旋轉(zhuǎn)軸的測(cè)量。
本實(shí)施例中的數(shù)字測(cè)量電路31可包括參數(shù)測(cè)量傳感器311、信號(hào)放大電路312和微控制器313。具體地，可參考本發(fā)明旋轉(zhuǎn)軸多參數(shù)傳感器實(shí)施例中的說明，不再贅述。
本實(shí)施例中的光電耦合發(fā)射器32和光電耦合接收器34的設(shè)置可參見圖2和3。具體地，光電耦合發(fā)射器32可為由均勻布設(shè)在環(huán)形電路板上的多個(gè)發(fā)光二極管321并聯(lián)構(gòu)成，該環(huán)形電路板固設(shè)在轉(zhuǎn)子1上，且與轉(zhuǎn)子1同軸設(shè)置，所有發(fā)光二極管321的輸入端均并聯(lián)在一起，如可在環(huán)形電路板上設(shè)置8個(gè)發(fā)光二極管，二極管之間均勻分布；同時(shí)，固定在定子2上的光電耦合接收器34可為與發(fā)光二極管對(duì)應(yīng)的單個(gè)光敏二極管341,光敏二極管3"與發(fā)光二極管321對(duì)應(yīng)設(shè)置，保證發(fā)光二極管321發(fā)射的信號(hào)可被光敏二極管3"接收到。發(fā)光二極管321的均勻分布設(shè)置可以將測(cè)得的參數(shù)的數(shù)字信號(hào)向四
ii周發(fā)射，轉(zhuǎn)子1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)光敏二極管341均可接收到數(shù)字信號(hào)，保證了信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。光電耦合發(fā)射器32也可為固設(shè)于轉(zhuǎn)子1上的單個(gè)發(fā)光二極管321,光電耦合接收器34也可為由均勻布設(shè)在環(huán)形電路板的多個(gè)光敏二極管341并聯(lián)構(gòu)成，光敏二極管341的輸出端均并聯(lián)在一起，此種設(shè)置方式同樣可保證信號(hào)傳輸?shù)木群托盘?hào)傳輸?shù)倪B續(xù)性，不會(huì)造成信號(hào)丟失。根據(jù)實(shí)際需要，光電耦合發(fā)射器和光電耦合接收器可分別設(shè)置合適數(shù)量的發(fā)光二極管和光敏二極管，只要保證轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，保證信號(hào)傳輸不會(huì)丟失，設(shè)置的光電二極管數(shù)量越多，其信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定性就越好。此外，本實(shí)施例中的光電
耦合接收器也可為單個(gè)光敏三極管或多個(gè)光敏三極管組成。本實(shí)施例中的發(fā)光二極管可為紅外線發(fā)光二極管，光敏二極管為紅外線接收二極管，紅外線光電二極管信號(hào)傳輸質(zhì)量好、性能穩(wěn)定提高了測(cè)量裝置的使用壽命。
本發(fā)明實(shí)施例可通過轉(zhuǎn)子與待測(cè)旋轉(zhuǎn)軸連接，由于轉(zhuǎn)子和旋轉(zhuǎn)軸運(yùn)動(dòng)性質(zhì)一樣，旋轉(zhuǎn)軸上各參數(shù)可通過轉(zhuǎn)子上各參數(shù)表現(xiàn)出來，因此，通過對(duì)轉(zhuǎn)子上各參數(shù)的測(cè)量獲得旋轉(zhuǎn)軸上參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)旋轉(zhuǎn)軸參數(shù)的測(cè)量。
本實(shí)施例通過數(shù)字測(cè)量電路獲得各轉(zhuǎn)子參數(shù)的數(shù)字信號(hào)，并通過光電耦合器件將數(shù)字信號(hào)進(jìn)行耦合傳輸，實(shí)現(xiàn)了非接觸式傳輸；釆用數(shù)字信號(hào)傳輸，提高了信號(hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量和穩(wěn)定性，便于對(duì)多種參數(shù)的統(tǒng)一管理，數(shù)字信號(hào)處理方便，可實(shí)現(xiàn)對(duì)多種參數(shù)的同時(shí)測(cè)量和傳輸，減少了測(cè)量電路的體積和電路之間的干擾，提高了參數(shù)測(cè)量的實(shí)時(shí)性和精度；采用光電耦合發(fā)射器和光電耦合接收器實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)的傳輸，減少了測(cè)量設(shè)備的體積和重量，降低了轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，提高了測(cè)量設(shè)備的使用壽命，使得測(cè)量設(shè)備可適合各種輕質(zhì)、高速旋轉(zhuǎn)軸參數(shù)的測(cè)量；測(cè)量設(shè)備的信號(hào)傳輸過程不會(huì)產(chǎn)生任何電磁等干擾因素，提高了測(cè)量電路和信號(hào)傳輸?shù)目煽啃院头€(wěn)定性，且光電耦合發(fā)射器和光電耦合接收器具有較強(qiáng)的抗干擾能力，可適合于各種工業(yè)應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)；光電耦合器性能穩(wěn)定，不易損壞，提高了測(cè)量裝置的使用壽命。
最后應(yīng)說明的是以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其進(jìn)行限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技
術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依然可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，
而這些修改或者等同替換亦不能使修改后的技術(shù)方案脫離本發(fā)明技術(shù)方案的
4青神和范圍。
權(quán)利要求
1、一種旋轉(zhuǎn)軸多參數(shù)傳感器，其特征在于，包括數(shù)字測(cè)量電路和光電耦合發(fā)射器，所述光電耦合發(fā)射器和所述數(shù)字測(cè)量電路固設(shè)于轉(zhuǎn)子上，且相互連接，所述光電耦合發(fā)射器將所述數(shù)字測(cè)量電路輸出的轉(zhuǎn)子參數(shù)的數(shù)字信號(hào)發(fā)射出去。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)軸多參數(shù)傳感器，其特征在于，所述光電耦合發(fā)射器由 一個(gè)以上的發(fā)光二極管并聯(lián)構(gòu)成，所述發(fā)光二極管均勻布設(shè)在環(huán)形電路板上，所述環(huán)形電路板固設(shè)于所述轉(zhuǎn)子上，且與所述轉(zhuǎn)子同軸設(shè)置。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)軸多參數(shù)傳感器，其特征在于，所述數(shù)字測(cè)量電路包括依次連接的參數(shù)測(cè)量傳感器、信號(hào)放大電路和微控制器，所述微控制器與所述光電耦合發(fā)射器連接，并輸出所述轉(zhuǎn)子參數(shù)的數(shù)字信號(hào)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的旋轉(zhuǎn)軸多參數(shù)傳感器，其特征在于，所述參數(shù)測(cè)量傳感器為轉(zhuǎn)矩信號(hào)傳感器、轉(zhuǎn)速信號(hào)傳感器、溫度信號(hào)傳感器、振動(dòng)信號(hào)傳感器和壓力信號(hào)傳感器中的一種或多種組合，分別與所述信號(hào)放大電路連接。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的旋轉(zhuǎn)軸多參數(shù)傳感器，其特征在于，還包括光電耦合接收器，所述光電耦合接收器設(shè)置在與所述光電耦合發(fā)射器相對(duì)應(yīng)位置，且所述光電耦合接收器相對(duì)于與所述轉(zhuǎn)子配合的定子位置固定。
6、 一種旋轉(zhuǎn)軸參數(shù)測(cè)量設(shè)備，包括定子和轉(zhuǎn)子，其特征在于，還包括旋轉(zhuǎn)軸多參數(shù)傳感器、電源電路和光電耦合接收器，所述旋轉(zhuǎn)軸多參數(shù)傳感器與所述電源電路連接，所述旋轉(zhuǎn)軸多參數(shù)傳感器和所述電源電路固設(shè)于所述轉(zhuǎn)子上，所述旋轉(zhuǎn)軸多參數(shù)傳感器包括數(shù)字測(cè)量電路和光電耦合發(fā)射器，所述光電耦合發(fā)射器與所述數(shù)字測(cè)量電路連接，所述光電耦合發(fā)射器將所述數(shù)字測(cè)量電路輸出的轉(zhuǎn)子參數(shù)的數(shù)字信號(hào)發(fā)射出去；所述光電耦合接收器設(shè)置在與所述光電耦合發(fā)射器相對(duì)應(yīng)位置，且所述光電耦合接收器相對(duì)于與所述轉(zhuǎn)子配合的定子位置固定。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的旋轉(zhuǎn)軸參數(shù)測(cè)量設(shè)備，其特征在于，所述光電耦合發(fā)射器由 一個(gè)以上的發(fā)光二極管并聯(lián)構(gòu)成，所述發(fā)光二極管均勻布設(shè)在環(huán)形電路板上，所述環(huán)形電路板固設(shè)于所述轉(zhuǎn)子上，且與所述轉(zhuǎn)子同軸設(shè)置。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的旋轉(zhuǎn)軸參數(shù)測(cè)量設(shè)備，其特征在于，所述光電耦合接收器由 一個(gè)以上的光敏二極管或光敏三極管并聯(lián)構(gòu)成，所述光敏二極管或所述光敏三極管均勻布設(shè)在環(huán)形電路板上，所述環(huán)形電路板固設(shè)于所述定子上。
9、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的旋轉(zhuǎn)軸參數(shù)測(cè)量設(shè)備，其特征在于，所述數(shù)字測(cè)量電路包括依次連接的參數(shù)測(cè)量傳感器、信號(hào)放大電路和微控制器，所述微控制器與所述光電耦合發(fā)射器連接，并輸出所述轉(zhuǎn)子參數(shù)的數(shù)字信號(hào)，所述參數(shù)測(cè)量傳感器為轉(zhuǎn)矩信號(hào)傳感器、轉(zhuǎn)速信號(hào)傳感器、溫度信號(hào)傳感器、振動(dòng)信號(hào)傳感器和壓力信號(hào)傳感器中的一種或多種組合，分別與所述信號(hào)放大電路連接。
10、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的旋轉(zhuǎn)軸參數(shù)測(cè)量設(shè)備，其特征在于，所述電源電路包括電源耦合器和電源穩(wěn)壓電路，所述電源穩(wěn)壓電路與所述電源耦合器連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種旋轉(zhuǎn)軸參數(shù)測(cè)量設(shè)備和旋轉(zhuǎn)軸多參數(shù)傳感器。該設(shè)備包括定子、轉(zhuǎn)子、旋轉(zhuǎn)軸多參數(shù)傳感器、電源電路和光電耦合接收器，電源電路和旋轉(zhuǎn)軸多參數(shù)傳感器固設(shè)于轉(zhuǎn)子上且相互連接，光電耦合接收器固設(shè)于定子上，旋轉(zhuǎn)軸多參數(shù)傳感器包括數(shù)字測(cè)量電路和光電耦合發(fā)射器。本發(fā)明通過數(shù)字測(cè)量電路可測(cè)得各轉(zhuǎn)子參數(shù)的數(shù)字信號(hào)，同時(shí)可將數(shù)字信號(hào)通過光電耦合器傳輸出去，實(shí)現(xiàn)了多參數(shù)的測(cè)量和傳輸，測(cè)量設(shè)備的抗干擾能力強(qiáng)，信號(hào)的測(cè)量和傳輸穩(wěn)定，同時(shí)，測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕，可適合各種旋轉(zhuǎn)軸得參數(shù)測(cè)量，提高了測(cè)量裝置的使用壽命。
文檔編號(hào)G01M13/00GK101650259SQ20081011818
公開日2010年2月17日 申請(qǐng)日期2008年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月13日
發(fā)明者力 張, 郝藏之 申請(qǐng)人:北京新宇航世紀(jì)科技有限公司;張 力